超超临界机组高压筒形缸结构高温蠕变研究

对东方汽轮机超超临界135 MW等级一次再热机组高压筒形缸的高温蠕变特性进行了研究，利用ABAQUS软件建立了三维有限元模型，进行了稳态温度场、应力场和20万h蠕变等效应力、应变计算，分析了汽缸、红套环的蠕变强度，以及紧固件蠕变松弛对结构密封性的影响。结果表明：稳态工况下，红套环样式的筒形缸整体应力水平低于材料工作温度下的屈服强度；20万h缸体关键位置的蠕变强度合格；高温蠕变引起红套环紧力下降，10万h内汽缸中分面密封性满足设计要求。     

平头压痕蠕变的试验和数值研究

通过对LY12CZ的平头压痕蠕变和单轴拉伸蠕变行为的比较,主要研究工程材料LY12CZ的压痕蠕变行为.首先对压痕蠕变试验和单轴蠕变试验进行研究,通过试验得出材料蠕变参数及其压痕蠕变参数.其次,通过有限元(finite element method,FEM)分析对压痕蠕变进行模拟,也得出材料的压痕蠕变参数,以上都得出相同温度下由压痕蠕变试验和单轴拉伸蠕变试验得出的应力指数是相等的结论,同时利用转化因子验证压痕蠕变试验和单轴蠕变试验的一致性和等效性,从而证实由压痕蠕变试验描述蠕变是合适的,并且能够确定材料的蠕变参数.     

0Cr18Ni9裂纹试样的室温蠕变现象及对裂纹扩展的延滞效应

研究0Cr18Ni9不锈钢裂纹尖端的室温蠕变(room temperature creep, RTC)现象以及其对恒ΔK条件下疲劳裂纹扩展行为的影响作用.结果表明,在一定的载荷条件下,裂纹尖端出现明显的室温蠕变.文中同时讨论初始应力强度因子幅ΔK、加载速率r和恒载应力强度因子KRTC与室温蠕变量之间的关系.与单峰过载条件下相比,0Cr18Ni9钢裂纹尖端的室温蠕变会加大随后的裂纹扩展延滞效应.     

我国稀土镁合金成功用于重卡汽车零部件制造

一种耐热、抗蠕变的稀土镁合金汽车汽缸盖，近日由中科院长春应化所与一汽集团合作研发成功，并应用在重卡汽车338．3kW发动机上，从而结束了我国重卡汽车零部件没有镁合金材料的历史。经检测，该汽缸盖各项性能达到或部分超过国外同类产品水平。     

耐高温球形磁粉在铸钢件焊缝检验中的应用

引言:高压汽轮机的汽缸是长期处于高温、高压,并承受多种交变应力的压力容器。为保证汽缸有足够的强度,加工制造方便、和保证机组运行安全可靠,因此对汽缸的材料壁厚、几何形状都有特殊的要求和规定。由于受冶炼浇铸等因素的影响,汽缸是由多件组焊成的整体。焊缝大而厚(坡口深152mm,     

超临界机组低压内缸汽密性分析

针对用户反映机组在运行时低压抽汽处温度明显高于设计值问题,通过建立汽缸汽密性分析的三维热弹性接触有限元模型,进行热固、流固耦合仿真,对低压内缸刚度强度及其中分面汽密性进行分析,然后给出解决对策。     

基于ANSYS的地铁车辆客室座椅安装座设计

客室座椅的安全性和舒适性是设计中人机功能的一个重要方面,其中具有足够结构强度的座椅安装座直接影响座椅的安全性.文中设计了两种不同联接方式的座椅安装座,通过ANSYS软件对其进行静力学强度对比分析,并结合工艺性和美观性选择了一种纵向加强焊接筋板的座椅安装座进行加工生产.     

异种钢焊接接头蠕变过程的有限元模拟

异种钢焊接接头常应用于高温下工作的大型构件,其蠕变特性和持久性能对结构的安全性具有重要意义。常规的蠕变试验和高温持久试验仅适用于均匀材料,对非均匀的异种钢接头存在局限性。为了解决该问题,针对某种构件上采用的含有过渡层的马氏体钢与珠光体钢异种金属接头进行了有限元建模。分别利用K-R蠕变损伤模型和改进的θ Projection模型进行模拟计算,并且对比了非均匀结构与均匀的焊缝、过渡层和母材的蠕变特性。对比发现,非均匀结构中抗蠕变性能较弱的过渡层部分的蠕变速率要大于均匀的过渡层材料的蠕变速率,这说明材料的不均匀性会带来附加的蠕变损伤。因此,仅通过均匀材料的蠕变试验来预测非均匀结构的寿命是不可靠的,应采用蠕变试验与有限元计算相结合的方法进行非均匀结构的寿命预测。     

P92钢焊接接头性能及其焊接材料研究进展

P92钢是近年来国内外迅速发展的新型铁素体耐热钢.综述了P92钢焊接接头性能及其焊接材料的研究进展.对蠕变性能的研究工作主要集中在蠕变断裂的产生机理、蠕变强度的提高措施、蠕变断裂的评估方式,疲劳性能的研究集中在硬度、温度对疲劳裂纹的影响.简单总结了韧性的改善途径.指出开发P92钢焊接材料的重点是同时保证焊接接头的蠕变性能和韧性.最后展望了P92钢焊接的研究方向和前景.     

GH3535合金的蠕变裂纹扩展性能研究

在650℃下,对GH3535合金的蠕变裂纹扩展行为进行研究,得到了蠕变裂纹起裂时间ti、蠕变裂纹扩展速率da/dt和有效应力强度因子K_n、断裂参量C~*的关系曲线,以及蠕变断裂韧性K_(mat)~c和蠕变裂纹起裂时间ti的关系,并与NSW裂纹扩展模型、Ainsworth蠕变断裂韧性预测结果进行比较,分析GH3535合金的容限能力。结果表明,蠕变裂纹扩展速率适合采用断裂参量C~*进行关联,NSW模型平面应力预测结果与试验相近,平面应力预测结果偏于保守。采用K_n更适合关联蠕变裂纹起裂时间t_i,在双对数坐标下K_n与t_i呈线性关系。蠕变断裂韧性K_(mat)~c随时间ti增加而降低,Ainsworth估算方法略高于测试结果。从有效应力强度因子和蠕变强度的Ashby图中可以看出,GH3535合金具有较好的容限能力。     

耐高温球形磁粉在铸钢件焊缝检验中的应用

<正> 引言:高压汽轮机的汽缸是长期处于高温、高压,并承受多种交变应力的压力容器。为保证汽缸有足够的强度,加工制造方便,和保证机组运行安全可靠,因此对汽缸的材料壁厚、几何形状都有特殊的要求和规定。由于受冶炼浇铸等因素的影响,汽缸是由多件组焊成的整体。焊缝大而厚(坡口深152mm,上口宽70mm,每道焊缝约用15kg 焊条)焊缝的质量要求极高,给无损检验工作带来了很大困难。汽缸焊缝结构如图一。汽缸状态:铸件     

1Cr18Ni9Ti钢管的常温蠕变性能

采用微机控制电子式万能拉伸试验机研究了应力水平、加载速率、加载历史等对1Cr18Ni9Ti钢管常温蠕变性能的影响以及常温蠕变和加载历史对屈服强度的影响。结果表明:钢管的常温蠕变应变随应力水平和加载速率的增大而增大;加载历史使二次常温蠕变应变减小;当钢管经过不同加载过程的常温蠕变后,不动位错密度增加,之后再进行二次拉伸可使屈服强度有所提高。     

异种耐热钢焊接接头低塑性蠕变失效力学因素的研究

用有限元法计算了异种耐热钢接头邻近焊缝界面低强度材料区的蠕变应变分布,建立了蠕变拘束区（CRZ）应力三轴度（σ(av)/σ）与蠕变应变速率的比值（εw/εb）之间的数学关系模型,并通过蠕变断裂试验证明了数学模型的正确性。理论分析和试验结果表明,焊缝界面低强度材料蠕变拘束区的应力三轴度是接头发生低塑性蠕变失效的主要力学因素。     

转子联接螺栓的蠕变及蠕变寿命分析

针对涡轴转子联接螺栓的蠕变应变及蠕变寿命问题展开了讨论。建立了简化螺栓连接的二维轴对称有限元模型,选择工程上常用的Norton蠕变本构模型,分析计算了该联接螺栓在不同应力水平、不同温度、不同工作时间的蠕变应变。采用蠕变应变极限法和蠕变持久强度寿命法对联接螺栓在工作温度为300℃时的蠕变寿命进行了估算,并分析了联接螺栓因蠕变应变引起轴向变形对预紧力大小的影响。     

岩盐的蠕变变形规律及参数试验研究

以娄庄盐矿第16层岩盐为研究对象,采用单试件多级加载方式,试验研究了该岩盐的单轴蠕变变形特征。结果表明,岩盐的蠕变变形可以采用形如y=a（1-e-bx ）的指数函数描述,蠕变参数a和b可以用蠕变应力σ的幂函数来描述。岩盐的长期强度约为瞬时单轴强度的68%。     

轴流排汽缸气动性能数值研究与改型优化

为减小轴流排汽缸内部损失,提高排汽缸的气动性能,以杭州汽轮机股份有限公司新开发的轴流排汽缸为研究对象,考虑末级动叶出口径向速度不均匀性对排汽缸的影响,联合末两级整圈低压级组和排缸进行了数值计算。分析了轴流排汽缸内部流动特点,并根据流场对其进行了改型优化。计算结果表明,轴流排汽缸与低压级叶片之间存在相互作用,排汽缸后部出现两个旋流方向相反的涡,并随着气流向下游扩展;通过对轴流排汽缸结构改型,静压恢复系数提高了40.7%,总压损失系数减少了31.4%。通过优化通油管道的截面形状,使静压恢复系数提高了0.13%,总压损失系数减少了2.2%,改善了排汽缸内部流动,显著提高了轴流排汽缸的气动性能。     

对提高汽車發动机汽缸套筒质量的意見

汽缸是发动机的重要组成部分,为了延长发动机的使用寿命,汽车上往往都采用汽缸套筒。目前国内制造的汽缸套筒,还不能保证完全符合一定的要求(硬度、显微组织、耐磨性、和机械强度),因此值得注意和研究。一、汽缸套筒材料和金相组织灰铸铁是制造汽缸套筒最常用的材料。按照苏联的标准,用来制造汽车发动机汽缸套筒的高强度灰铸铁,大致具有如下的化学成分(％)和机械性能:总碳量3.0～3.4,化合碳0.5～0.9,矽2.2～2.5,锰0.5～0.9,铬0.2～0.4,磷     

基于二次回归正交试验的排汽缸导流环优化设计

针对某600 MW机组排汽缸导流环形状对汽轮机排汽气动性能的影响,基于二次回归正交试验方法,安排不同形状导流环时排汽通道气动性能的数值计算,通过显著不失拟的回归方程确定目标函数最优解,对低压排汽缸导流环型线参数进行优化设计。结果表明:导流环型线参数与排汽缸静压恢复系数呈明显的非线性关系。导流环轴向通流空间和型线曲率对排汽缸静压恢复作用呈现相反的变化趋势,当同时满足通流空间大于320 m~3及曲率小于0.6时,静压恢复能力趋于正交试验范围内的最佳值。优化后排汽缸的气动性能得到明显改善,出口流场均匀性得到很大的提高。排汽缸总压损失系数降低了6.85%,静压恢复系数增加了11.35%,排汽通道均匀性系数增大了6.79%。研究结果可为排汽缸导流环优化设计提供一定的参考。     

热力耦合作用下阀门高温结构蠕变疲劳损伤研究

在运行过程中,高温阀门同时经历高温高压、长时稳定载荷和短时交变载荷的作用,蠕变损伤和疲劳损伤同时存在,但目前针对高温阀门多工况蠕变损伤、疲劳损伤和蠕变疲劳耦合的研究还较少。为此,建立了钠快冷堆调节阀阀体有限元模型,对蠕变、疲劳以及蠕变疲劳损伤进行了计算与安全性评估。首先,采用ANSYS有限元分析软件,结合多工况稳态以及瞬态热力耦合的方法,对高温核电阀门的阀体进行了数值模拟计算;然后,使用蠕变本构方程对高温阀门阀体进行了蠕变分析;最后,以ASME规范的线性累积损伤理论为判据,对高温调节阀阀体进行了蠕变、疲劳以及蠕变疲劳交互损伤安全性评定。研究结果表明：在13种瞬态工况以及4种稳态工况产生的热力耦合作用下,阀体出口处均产生了较高的应力,经分析得出扭矩是造成阀体出口处应力高的主要因素;通过数值计算得出了循环变载荷造成阀体产生的疲劳损伤为0.001 8,而长时间处于高温环境中的蠕变损伤为0.1,由此得出了高温阀门受到蠕变破坏的可能性高于疲劳破坏;该研究结果可为第四代高温核电阀门的分析与设计提供理论基础和技术方案。     

亚临界和超临界汽轮机强度振动与寿命设计判据的研究

根据多年的科研成果提出了亚临界和超临界汽轮机部件的强度、振动与寿命的20个设计判据。给出了汽轮机的部件静强度、结构有限元分析、隔板刚度、低压缸刚度、汽轮机胀差、叶片动强度、整体围带叶片动强度、长叶片颤振、第一种调频叶片振动、第二种调频叶片振动、整圈连接叶片组振动、轴系临界转速、轴系油膜涡动的稳定性、不平衡响应、轴系扭振频率、轴系扭振应力、汽流激振、低周疲劳寿命、蠕变寿命和蠕变与低周疲劳交互作用下寿命等20个设计判据和这些设计判据的应用范围。使用这些设计判据,可以在设计阶段校核和分析汽轮机部件的强度、振动和寿命设计的安全性与可靠性,为大型汽轮机的研制和生产提供了科学的依据。